¿Por qué no importa si una resistencia está delante o detrás de un LED en relación con la caída de tensión?

Question

He leído que la corriente es siempre la misma dentro de un circuito, pero por lo que he entendido la tensión no lo es. Todas las piezas electrónicas que utilizo bajan el voltaje más o menos, incluso los simples cables lo hacen. Hasta aquí todo bien.

Ahora me pregunto por qué no importa si una resistencia va delante o detrás de un LED con respecto a las caídas de tensión causadas por las partes de un circuito.

Supongamos que tengo un circuito muy sencillo:

9V Battery -> Resistor -> LED -> 9V Battery

También se supone que el LED tiene una tensión máxima de 3V y 20 mA. Así que tengo que calcular la resistencia deseada:

9V - 3V = 6V

Así que necesito una resistencia que saque 6V, y como quiero 20 mA y la corriente es la misma en todo el circuito, es según la ley de Ohm:

U = R * I
6V = R * 0,02A
R = 6V / 0,02A
R = 300 Ohm

De nuevo, hasta ahora, todo va bien.

Ahora, con una resistencia que quita 6V, esto asegura que sólo quedan 3V para el LED: La batería proporciona 9V, la resistencia utiliza 6V, el LED obtiene los 3V restantes. Todo está bien.

Lo que no entiendo es por qué también funciona igual si tengo la resistencia detrás del LED. ¿No significaría eso que tenemos una batería que proporciona 9V, el LED que recibe todos los 9V, utilizando 3V, y luego 6V para la resistencia restante?

¿Por qué funciona esto? ¿No deberían ser 9V demasiado para el LED? ¿Por qué no importa si la resistencia está colocada antes o detrás del LED?

Answer 1

Una cosa que hay que recordar es que la tensión es relativa. La tensión es una diferencia de potencial y no tiene sentido hablar de tensión sin una referencia "cero".

En el caso de tu circuito de LEDs, habrá un voltaje en la batería, un voltaje en el LED y un voltaje en la resistencia. Si sumas todos los voltajes a medida que recorres el bucle, obtienes cero: 9 arriba en la batería, 6 abajo en la resistencia, 3 abajo en el LED, el total es cero y vuelves al mismo punto del circuito. El LED sólo ve la diferencia de tensión entre sus dos cables, al igual que la resistencia. Como sólo importa la diferencia, no importa el orden en que se conecten las piezas.

En cuanto a la corriente, sólo es la misma a lo largo de una trayectoria continua. Los electrones no se crean ni se destruyen (lo que entra debe salir). Como sólo hay un camino posible para los electrones en tu circuito, la corriente será la misma a través de todos los componentes. En un circuito en paralelo ocurre lo contrario: todos los componentes tienen la misma tensión, pero las corrientes serán diferentes.

Answer 2

Si quieres 3V a través de un LED no importa si aplicas 13V al ánodo y 10V al cátodo. Todavía hay 3V a través del LED.